EP2549846A1 - Temperieren der Antriebskomponenten eines Fahrzeugs - Google Patents
Temperieren der Antriebskomponenten eines Fahrzeugs Download PDFInfo
- Publication number
- EP2549846A1 EP2549846A1 EP11175039A EP11175039A EP2549846A1 EP 2549846 A1 EP2549846 A1 EP 2549846A1 EP 11175039 A EP11175039 A EP 11175039A EP 11175039 A EP11175039 A EP 11175039A EP 2549846 A1 EP2549846 A1 EP 2549846A1
- Authority
- EP
- European Patent Office
- Prior art keywords
- drive components
- drive
- cooling
- vehicle
- tempering
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
- H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
- H05K7/2089—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating for power electronics, e.g. for inverters for controlling motor
- H05K7/20945—Thermal management, e.g. inverter temperature control
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L1/00—Supplying electric power to auxiliary equipment of vehicles
- B60L1/003—Supplying electric power to auxiliary equipment of vehicles to auxiliary motors, e.g. for pumps, compressors
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L1/00—Supplying electric power to auxiliary equipment of vehicles
- B60L1/02—Supplying electric power to auxiliary equipment of vehicles to electric heating circuits
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L15/00—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
- B60L15/20—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed
- B60L15/2045—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed for optimising the use of energy
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
- B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
- B60L58/24—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries
- B60L58/26—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries by cooling
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
- B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
- B60L58/24—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries
- B60L58/27—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries by heating
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
- H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
- H05K7/20845—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating for automotive electronic casings
- H05K7/20872—Liquid coolant without phase change
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
- B60L2240/40—Drive Train control parameters
- B60L2240/42—Drive Train control parameters related to electric machines
- B60L2240/425—Temperature
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
- B60L2240/40—Drive Train control parameters
- B60L2240/52—Drive Train control parameters related to converters
- B60L2240/525—Temperature of converter or components thereof
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
- B60L2240/40—Drive Train control parameters
- B60L2240/54—Drive Train control parameters related to batteries
- B60L2240/545—Temperature
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
Definitions
- the present invention relates to a method of operating an electrically powered vehicle having a plurality of drive components. Moreover, the present invention relates to a corresponding vehicle with an electric drive, wherein the drive has a plurality of drive components.
- the invention can be used in particular for motor vehicles which are operated purely electrically, but also for vehicles which have a hybrid drive including internal combustion engine and electric motor. This basically applies regardless of whether a high-voltage battery or a low-voltage battery is used as the energy source.
- a cooling device for a high voltage electrical unit for motor vehicles and hybrid vehicles is known. It mentions the usual circumstance that a battery and an inverter give off heat during operation. The charge and discharge performance of a battery may degrade due to high temperature. The inverter also has a maximum allowable temperature and may be damaged if the temperature exceeds the maximum allowable temperature. Therefore, a corresponding cooling device for the electric high voltage unit for the engine of the vehicle is provided, which has a fan for conveying cooling air. Furthermore, suitable heat sinks are provided.
- the power that can be delivered by a battery depends not only on environmental factors such as temperature, but also on the history of how and how often the battery was charged and discharged. In addition, it is known that the capacity of a battery decreases only by the age of the battery.
- the object of the present invention is thus to optimize the performance of an electric drive train of a vehicle and to provide a corresponding method and a suitable vehicle for this purpose.
- this object is achieved by a method for operating an electrically driven vehicle, which has a plurality of drive components, by actively controlling each of the drive components in dependence on the respective other of the drive components.
- the invention provides a vehicle with an electric drive, wherein the drive has a plurality of drive components, and with a temperature control device for active temperature control of each of the drive components in dependence on the respective other of the drive components.
- the drive components of an electrically operated vehicle are actively tempered in dependence on each other.
- This has the advantage that the tempering of the individual drive components is coordinated with each other, so that the total energy required for the tempering of the drive can be reduced and, at the same time, optimum performance of the drive can be achieved.
- the tempering comprises cooling the respective drive component.
- the power loss of the drive can be targeted removed, so that one of the drive components or all drive components can be operated at increased power.
- the vehicle may have the drive components battery, inverter and motor. These drive components are particularly advantageous for powerful electric drives.
- the multiple drive components are cooled by a single cooling device. As a result, not every single drive component has to be equipped with a separate cooling system.
- the cooling device generates a coolant flow which flows through the plurality of drive components in series. In this way a very simple cooling system can be built up. It is then only to note which of the drive components in the series is first charged with the coolant flow. However, this can be controlled accordingly with a suitable design of the cooling system.
- the dependence on the drive components during tempering is a chronological order of the drive components during tempering.
- a signal is provided in the vehicle, which represents a specific driving situation, and the temperature control of the drive components then also takes place as a function of the signal. This means that the tempering in quantity and / or quality can be done as a function of the driving situation.
- the driving situation is an overtaking process and the temperature control of one of the drive components then takes place very efficiently, for example with compressed air. This can be achieved in the short term, a high cooling capacity to achieve a drive with increased power in the short term.
- FIG. 1 schematically shows an electrically driven vehicle F.
- the drive of the vehicle F here consists of several drive components, namely a battery B, a converter U and a motor M.
- the number of drive components can also vary. For example, when using a DC motor, no inverter U is needed. On the other hand, however, it is also possible to provide a plurality of batteries or, for example, additional energy stores, such as capacitors. Accordingly, then increases the number of drive components of the drive.
- the individual drive components M, U, B are cooled by a cooling system K.
- the cooling system K is designed as an air conditioning system, so that it is also able to heat one or more of the drive components M, U, B.
- separate coolant flows are directed to the individual drive components M, U, B.
- a single coolant flow can be generated, which is sent in series through the individual drive components or past them.
- the order of the coolant flow through appropriate valves can be controlled in a suitable manner.
- the drive components connected in series with respect to the coolant flow, the active temperature control of the individual drive components depends on whether the drive component is, for example, the first or the last or an intermediate component in the coolant flow.
- the coolant flow has preheated when reaching a drive component, so that the cooling capacity is correspondingly lower. With the first drive component in the coolant flow, the cooling capacity is still highest.
- the individual drive components M, U, B can also be cooled or tempered by the cooling system K in a specific chronological order. It then remains, for example, the entire cooling capacity of the cooling system K constant and the coolant flow is performed depending on the time requirement first to the one, then to the next drive component and so on.
- FIG. 2 shows the cooling power P K over time.
- Three power curves ku, km, kb are shown here, which show that maximum cooling power is applied with a time delay for different drive components.
- a maximum cooling power according to curve ku is first expended for the inverter U.
- the cooling capacity P K starts here at 100%, which indicates a nominal cooling capacity.
- the inverter U is therefore cooled for a short time with a higher than the rated cooling capacity. Accordingly, the cooling power P K rises to a maximum and falls back to 100%. Subsequently, the engine M is cooled in the present example with the cooling power according to the curve km.
- the maximum of this curve km is later in time than the maximum of the curve ku.
- the engine is therefore later cooled with maximum cooling power than the inverter.
- the battery B is cooled in the present example as the last with the maximum cooling power. This is shown by the curve kb whose maximum lies temporally after the maxima of the curves ku and km.
- FIG. 2 The drawing in FIG. 2 is only an example. In general, it should be shown that the temporal cooling sequence of individual drive components can be set and controlled separately.
- the chronological course of the individual cooling performance curves ku, km and kb can also be designed differently. In particular, such a curve can also start at a lower cooling power P K than at 100% (rated power).
- P K cooling power
- the temperature control device may also have a plurality of cooling units (for example, a cooling unit for each drive component) or a plurality of heating units.
- the individual units of the temperature control are controlled by a control device according to timing. In this case, the temperature of the other drive components or the energy consumption or the operating state of the other drive components for the timing is taken into account.
- the components battery B, motor M and inverter U are provided individually or together for cooling.
- other drive components such as additional energy storage, boost converter and the like can be tempered as drive components in the manner according to the invention.
- Possible cooling methods are, for example, the air cooling, the water cooling, a compressed air cooling (for example, points for overtaking) and heat pipes, the heat sink is used for vehicle heating or battery heating in question. Of course, this does not exclude other cooling systems such as Peltier elements and the like.
- the heat loss of the converter e.g. first the battery heats up. This means that here the cooling of the power converter takes place as a function of the temperature of the battery or the heating of the battery as a function of the temperature of the power converter.
- the battery capacity can be optimized.
- the air may be stored in an already existing tank provided therewith with a special balloon in which the compressed air is hermetically sealed off from the rest of the tank (e.g., a fuel cell in a hydrogen tank of a vehicle).
- the compressed air can first be compressed, where it heats up. With airstream, the compressed air can be cooled. When you release the compressed air, the air cools down significantly, which can lead to a strong cooling effect.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Abstract
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs, das mehrere Antriebskomponenten aufweist. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung ein entsprechendes Fahrzeug mit einem elektrischen Antrieb, wobei der Antrieb mehrere Antriebskomponenten aufweist.
- Die Erfindung lässt sich insbesondere für Kraftfahrzeuge anwenden, die rein elektrisch betrieben werden, aber auch für Fahrzeuge, die einen Hybridantrieb einschließlich Verbrennungsmotor und Elektromotor aufweisen. Dies gilt grundsätzlich unabhängig davon, ob als Energiequelle eine Hochvoltbatterie oder eine Niedervoltbatterie eingesetzt wird.
- Aus der Druckschrift
DE 60 2004 012 949 T2 ist eine Kühleinrichtung für eine elektrische Hochspannungseinheit für Kraftfahrzeuge und Hybridfahrzeuge bekannt. Darin ist der übliche Umstand erwähnt, dass eine Batterie und ein Wechselrichter bei Betrieb Wärme abgeben. Die Ladungs- und Entladungsleistung einer Batterie kann sich aufgrund hoher Temperatur verschlechtern. Auch der Wechselrichter weist eine zulässige Höchsttemperatur auf, und er kann beschädigt werden, wenn die Temperatur die zulässige Höchsttemperatur überschreitet. Daher wird eine entsprechende Kühlvorrichtung für die elektrische Hochspannungseinheit für den Motor des Fahrzeugs vorgesehen, welche ein Gebläse zum Fördern von Kühlluft aufweist. Des Weiteren sind geeignete Wärmeableiter vorgesehen. - Darüber hinaus beschreibt die Druckschrift
-
DE 20 2005 009 886 U1 ein Heizgerät für elektrische Speichervorrichtungen für Fahrzeuge. Es ist nämlich bekannt, dass gängige Elektro- und Hybridfahrzeuge in der Regel effektiv in gemäßigten und warmen Klimazonen betrieben werden können, weniger effektiv jedoch in extrem kalten Klimazonen. Der Grund hierfür besteht darin, dass Hochspannungsantriebsbatterien dazu neigen, bei einem Abfall der Temperatur der Batteriezellen (z.B. unter etwa 20°C) Energie zu verlieren. Dieser Energieverlust führt zu einer verminderten Fahrzeugleistung, erhöhtem Kraftstoffverbrauch und ungünstigerem Fahrverhalten. - Zudem hängt die Leistung, die von einer Batterie abgegeben werden kann, nicht nur von Umwelteinflüssen, wie der Temperatur, ab, sondern auch von der Historie, wie und wie oft die Batterie geladen und entladen wurde. Außerdem ist bekannt, dass die Kapazität einer Batterie allein durch das Alter der Batterie abnimmt.
- Grundsätzlich ist es wünschenswert, ein Fahrzeug möglichst wirtschaftlich zu betreiben. In gewissen Fahrsituationen kann es aber auch notwendig sein, dass der elektrische Antrieb des Fahrzeugs möglichst viel Leistung bereitstellt. Dazu ist eine entsprechende Optimierung des gesamten Antriebsstrangs notwendig.
- Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, die Leistung eines elektrischen Antriebsstrangs eines Fahrzeugs zu optimieren und hierfür ein entsprechendes Verfahren und ein geeignetes Fahrzeug bereitzustellen.
- Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Betreiben eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs, das mehrere Antriebskomponenten aufweist, durch aktives Temperieren jeder der Antriebskomponenten in Abhängigkeit von den jeweils anderen der Antriebskomponenten.
- Darüber hinaus wird erfindungsgemäß bereitgestellt ein Fahrzeug mit einem elektrischen Antrieb, wobei der Antrieb mehrere Antriebskomponenten aufweist, sowie mit einer Temperierungseinrichtung zum aktiven Temperieren jeder der Antriebskomponenten in Abhängigkeit von den jeweils anderen der Antriebskomponenten.
- In vorteilhafter Weise werden somit die Antriebskomponenten eines elektrisch betriebenen Fahrzeugs aktiv in Abhängigkeit voneinander temperiert. Dies hat den Vorteil, dass das Temperieren der einzelnen Antriebskomponenten aufeinander abgestimmt wird, sodass die insgesamt für das Temperieren des Antriebs notwendige Energie reduziert und dabei gleichzeitig eine optimale Leistungsfähigkeit des Antriebs erzielt werden kann.
- Vorzugsweise umfasst das Temperieren ein Kühlen der jeweiligen Antriebskomponente. Damit kann die Verlustleistung des Antriebs zielgerichtet abgeführt werden, sodass eine der Antriebskomponenten oder auch alle Antriebskomponenten bei erhöhter Leistung betrieben werden können.
- Insbesondere kann das Fahrzeug die Antriebskomponenten Batterie, Umrichter und Motor aufweisen. Diese Antriebskomponenten sind insbesondere bei leistungsfähigen Elektroantrieben von Vorteil.
- Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn die mehreren Antriebskomponenten von einer einzigen Kühlvorrichtung gekühlt werden. Dadurch muss nicht jede einzelne Antriebskomponente mit einem separaten Kühlsystem ausgestattet werden.
- Des Weiteren ist es günstig, wenn die Kühlvorrichtung einen Kühlmittelstrom erzeugt, der die mehreren Antriebskomponenten in Reihe durchströmt. Auf diese Weise lässt sich ein sehr einfaches Kühlsystem aufbauen. Es ist dann lediglich zu beachten, welche der Antriebskomponenten in der Reihe zuerst mit dem Kühlmittelstrom beaufschlagt wird. Dies lässt sich aber bei geeigneter Auslegung des Kühlsystems entsprechend steuern.
- Gemäß einer Weiterbildung ist die Abhängigkeit von den Antriebskomponenten beim Temperieren eine zeitliche Reihenfolge der Antriebskomponenten beim Temperieren. Dies bedeutet, dass die einzelnen Antriebskomponenten in einer definierten zeitlichen Reihenfolge temperiert werden. So wird beispielsweise die Kühlung des Umrichters vor der Kühlung der Batterie und des Motors begonnen.
- In einer weiteren Ausprägung wird in dem Fahrzeug ein Signal bereitgestellt, das eine spezifische Fahrsituation repräsentiert, und das Temperieren der Antriebskomponenten erfolgt dann auch in Abhängigkeit von dem Signal. Dies bedeutet, dass das Temperieren in Quantität und/oder Qualität als Funktion der Fahrsituation erfolgen kann.
- Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn die Fahrsituation ein Überholvorgang ist und das Temperieren einer der Antriebskomponenten dann sehr effizient beispielsweise mit Pressluft erfolgt. Damit kann kurzfristig eine hohe Kühlleistung erzielt werden, um einen Antrieb mit erhöhter Leistung kurzfristig zu erreichen.
- Außerdem kann es vorteilhaft sein, für das Temperieren der Antriebskomponenten eine Überlastfähigkeit mindestens einer der Antriebskomponenten explizit zu berücksichtigen. Damit kann gegebenenfalls eine höhere Antriebsleistung kurzzeitig erzielt werden, wobei es nicht notwendig ist, die jeweilige Antriebskomponente auf die notwendige Nenntemperatur zu bringen.
- Die vorliegende Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert, in denen zeigen:
- FIG 1
- eine Prinzipskizze eines Fahrzeugs mit mehreren Antriebskomponenten und einem Kühlsystem; und
- FIG 2
- den zeitlichen Verlauf von Kühlleistungen für einzelne Antriebskomponenten.
- Die nachfolgend näher geschilderten Ausführungsbeispiele stellen bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dar.
FIG 1 zeigt schematisch ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug F. Der Antrieb des Fahrzeugs F besteht hier aus mehreren Antriebskomponenten, nämlich einer Batterie B, einem Umrichter U und einem Motor M. Die Anzahl der Antriebskomponenten kann aber auch variieren. Beispielsweise wird beim Einsatz eines Gleichstrommotors kein Umrichter U benötigt. Andererseits können aber auch mehrere Batterien oder beispielsweise zusätzliche Energiespeicher, wie Kondensatoren, vorgesehen sein. Entsprechend erhöht sich dann die Anzahl der Antriebskomponenten des Antriebs. - Es ist bekannt, dass die Leistung eines Elektromotors insbesondere durch zu hohe Temperaturen beschränkt ist. Ebenso hängt auch die Leistung einer Batterie von ihrer Temperatur ab. Diese Abhängigkeit variiert von Batterietyp zu Batterietyp. Bei niedrigen Temperaturen kann zur Leistungssteigerung auch ein Beheizen der Batterie notwendig sein.
- In dem Beispiel von
FIG 1 werden die einzelnen Antriebskomponenten M, U, B daher von einem Kühlsystem K gekühlt. Im allgemeinen Fall ist das Kühlsystem K als Klimatisierungssystem ausgebildet, sodass es auch in der Lage ist, eine oder mehrere der Antriebskomponenten M, U, B zu heizen. - In dem Beispiel von
FIG 1 werden zu den einzelnen Antriebskomponenten M, U, B jeweils separate Kühlmittelströme geleitet. Entsprechend einer alternativen Ausführungsform kann von der Kühlvorrichtung bzw. dem Kühlsystem K auch ein einziger Kühlmittelstrom erzeugt werden, der in Reihe durch die einzelnen Antriebskomponenten bzw. an ihnen vorbei geschickt wird. Gegebenenfalls lässt sich die Reihenfolge der Kühlmittelbestromung durch entsprechende Ventile in geeigneter Weise steuern. In diesem Falle der bezüglich des Kühlmittelstroms in Reihe geschalteten Antriebskomponenten hängt das aktive Temperieren der einzelnen Antriebskomponenten jeweils davon ab, ob die Antriebskomponente beispielsweise die erste oder die letzte oder eine dazwischenliegende Komponente in dem Kühlmittelstrom ist. In Abhängigkeit davon hat sich der Kühlmittelstrom beim Erreichen einer Antriebskomponente bereits vorgewärmt, sodass die Kühlleistung entsprechend geringer ist. Bei der ersten Antriebskomponente in dem Kühlmittelstrom ist die Kühlleistung noch am höchsten. - Die einzelnen Antriebskomponenten M, U, B können von dem Kühlsystem K auch in einer bestimmten zeitlichen Reihenfolge gekühlt bzw. temperiert werden. Es bleibt dann beispielsweise die gesamte Kühlleistung des Kühlsystems K konstant und der Kühlmittelstrom wird je nach zeitlicher Anforderung zuerst zu der einen, dann zur nächsten Antriebskomponente und so weiter geführt.
- Ein Beispiel für eine zeitliche Kühlreihenfolge ist in
FIG 2 wiedergegeben.FIG 2 zeigt die Kühlleistung PK über der Zeit. Es sind hier drei Leistungskurven ku, km, kb angegeben, die zeigen, dass eine maximale Kühlleistung zeitversetzt für unterschiedliche Antriebskomponenten aufgebracht werden. In dem vorliegenden Beispiel wird eine maximale Kühlleistung gemäß Kurve ku zunächst für den Umrichter U aufgewandt. Die Kühlleistung PK beginnt hier bei 100%, was eine Nennkühlleistung andeutet. Der Umrichter U wird also kurzfristig mit einer höheren als der Nennkühlleistung gekühlt. Dementsprechend steigt die Kühlleistung PK auf ein Maximum an und fällt wieder auf 100% zurück. Anschließend wird der Motor M im vorliegenden Beispiel mit der Kühlleistung gemäß der Kurve km gekühlt. Das Maximum dieser Kurve km liegt zeitlich später als das Maximum der Kurve ku. Der Motor wird also später mit maximaler Kühlleistung gekühlt als der Umrichter. Die Batterie B wird im vorliegenden Beispiel als letzte mit der maximalen Kühlleistung gekühlt. Dies zeigt die Kurve kb, deren Maximum zeitlich nach den Maxima der Kurven ku und km liegt. - Die Zeichnung in
FIG 2 stellt nur ein Beispiel dar. Generell soll damit gezeigt werden, dass die zeitliche Kühlreihenfolge einzelner Antriebskomponenten separat festgelegt und gesteuert werden kann. Auch der zeitliche Verlauf der einzelnen Kühlleistungskurven ku, km und kb kann anders gestaltet sein. Insbesondere kann eine derartige Kurve auch bei einer geringeren Kühlleistung PK beginnen als bei 100% (Nennleistung). In dem Beispiel vonFIG 1 ist für die drei Antriebskomponenten M, U, B ein einziges Kühlaggregat vorgesehen. Die Temperierungseinrichtung kann aber auch mehrere Kühlaggregate (beispielsweise für jede Antriebskomponente ein Kühlaggregat) oder mehrere Heizaggregate aufweisen. In diesem Fall werden die einzelnen Aggregate der Temperierungseinrichtung durch eine Steuereinrichtung entsprechend zeitlich gesteuert. Dabei wird die Temperatur der anderen Antriebskomponenten oder der Energieaufwand bzw. der Betriebszustand der jeweils anderen Antriebskomponenten für die zeitliche Steuerung mit berücksichtigt. - In dem Beispiel von
FIG 1 sind die Komponenten Batterie B, Motor M und Umrichter U einzeln oder gemeinsam zur Kühlung vorgesehen. Es können aber auch andere Antriebskomponenten wie zusätzliche Energiespeicher, Hochsetzsteller und dergleichen als Antriebskomponenten in der erfindungsgemäßen Weise temperiert werden. - Bei einer gemeinsamen Kühlung können bestimmte Kühlreihenfolgen Vorteile versprechen, da manche Komponenten besonders wärmeempfindlich sind und andere eine hohe Wärmezeitkonstante bzw. Wärmekapazität aufweisen. Beispielsweise ist es bei einer Kühlung in Reihe vorteilhaft, zuerst den Stromrichter und danach den Motor und anschließend eventuell die Batterie zu kühlen. Dies kann beispielsweise zu einer erhöhten Leistung für einen Überholvorgang dienen.
- Als mögliche Kühlmethoden kommen beispielsweise die Luftkühlung, die Wasserkühlung, eine Pressluftkühlung (beispielsweise punktuell für Überholvorgang) und Heatpipes, deren Wärmesenke zur Fahrzeugheizung oder Batterieheizung benutzt wird, in Frage. Dies schließt natürlich auch andere Kühlsysteme wie Peltier-Elemente und dergleichen nicht aus.
- Insbesondere im Winter kann es vorteilhaft sein, wenn die Verlustwärme des Stromrichters z.B. zunächst die Batterie erwärmt. Dies bedeutet, dass hier das Kühlen des Stromrichters in Abhängigkeit von der Temperatur der Batterie bzw. das Heizen der Batterie in Abhängigkeit von der Temperatur des Stromrichters erfolgt. Durch Wärmezufuhr wie auch durch Wärmeabfuhr (abhängig von der aktuellen Batterietemperatur) kann die Batteriekapazität optimiert werden.
- Durch Wärmezufuhr kann außerdem ein Kondensieren von Wasser verhindert werden, was insbesondere im Winter von Bedeutung ist.
- Bei einer Kühlung mit Pressluft kann die Luft in einem ohnehin bereits vorhandenen Tank der hierfür mit einem speziellen Ballon ausgestattet ist, in dem die Druckluft gegenüber dem restlichen Tank hermetisch abgeriegelt ist, (z.B. Ballon in einem Wasserstofftank eines Fahrzeugs mit Brennstoffzelle) gespeichert werden. Dabei kann die Druckluft zunächst komprimiert werden, wobei sie sich erwärmt. Mit Fahrtwind lässt sich die komprimierte Druckluft kühlen. Beim Entspannen der Druckluft kühlt sich die Luft deutlich ab, was zu einem starken Kühleffekt führen kann.
Claims (10)
- Verfahren zum Betreiben eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs (F), das mehrere Antriebskomponenten (M,U,B) aufweist, gekennzeichnet durch aktives Temperieren jeder der Antriebskomponenten in Abhängigkeit von den jeweils anderen der Antriebskomponenten.
- Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Temperieren ein Kühlen der jeweiligen Antriebskomponente (M,U,B) umfasst.
- Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Fahrzeug (F) die Antriebskomponenten Batterie (B), Umrichter (U) und Motor (M) aufweist.
- Verfahren nach Anspruch 2, wobei die mehreren Antriebskomponenten (M,U,B) von einer einzigen Kühlvorrichtung (K) gekühlt werden.
- Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Kühlvorrichtung (K) einen Kühlmittelstrom erzeugt, der die mehreren Antriebskomponenten (M,U,B) in Reihe durchströmt.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Abhängigkeit von den Antriebskomponenten (M,U,B) beim Temperieren eine zeitliche Reihenfolge der Antriebskomponenten beim Temperieren ist.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in dem Fahrzeug (F) ein Signal bereitgestellt wird, das eine spezifische Fahrsituation repräsentiert, und das Temperieren der Antriebskomponenten (M,U,B) auch in Abhängigkeit von dem Signal erfolgt.
- Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Fahrsituation ein Überholvorgang ist, und das Temperieren einer der Antriebskomponenten (M,U,B) gezielt mit Pressluft erfolgt.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei für das Temperieren der Antriebskomponenten (M,U,B) eine Überlastfähigkeit mindestens einer der Antriebskomponenten explizit berücksichtigt wird.
- Fahrzeug mit- einem elektrischen Antrieb, wobei- der Antrieb mehrere Antriebskomponenten (M,U,B) aufweist, gekennzeichnet durch- eine Temperierungseinrichtung zum aktiven Temperieren jeder der Antriebskomponenten in Abhängigkeit von den jeweils anderen der Antriebskomponenten.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP11175039A EP2549846A1 (de) | 2011-07-22 | 2011-07-22 | Temperieren der Antriebskomponenten eines Fahrzeugs |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP11175039A EP2549846A1 (de) | 2011-07-22 | 2011-07-22 | Temperieren der Antriebskomponenten eines Fahrzeugs |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EP2549846A1 true EP2549846A1 (de) | 2013-01-23 |
Family
ID=44910105
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
EP11175039A Withdrawn EP2549846A1 (de) | 2011-07-22 | 2011-07-22 | Temperieren der Antriebskomponenten eines Fahrzeugs |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP2549846A1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE202012008739U1 (de) * | 2012-09-12 | 2013-12-16 | Abb Technology Ag | Kühlkreislauf mit ausreichend knapp bemessenem Wärmetauscher |
FR3091838A1 (fr) * | 2019-01-22 | 2020-07-24 | Valeo Embrayages | Module de propulsion d’un véhicule électrique ou hybride |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1538885A2 (de) * | 2003-11-26 | 2005-06-08 | HONDA MOTOR CO., Ltd. | Kühleinrichtung für eine elektrische Hochspannungseinheit für Kraftfahrzeuge, und Hybridfahrzeug |
DE202005009886U1 (de) | 2004-07-23 | 2005-09-22 | Ford Global Technologies, LLC, Dearborn | Heizgerät für elektrische Speichervorrichtungen für Fahrzeuge |
EP2007184A2 (de) * | 2007-06-18 | 2008-12-24 | General Electric Company | System für die integrierte Wärmeverwaltung und Verfahren dafür |
EP2392486A2 (de) * | 2010-06-04 | 2011-12-07 | Tesla Motors, Inc. | Wärmeregelungssystem mit Zweimoden-Kühlkreislauf |
-
2011
- 2011-07-22 EP EP11175039A patent/EP2549846A1/de not_active Withdrawn
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1538885A2 (de) * | 2003-11-26 | 2005-06-08 | HONDA MOTOR CO., Ltd. | Kühleinrichtung für eine elektrische Hochspannungseinheit für Kraftfahrzeuge, und Hybridfahrzeug |
DE602004012949T2 (de) | 2003-11-26 | 2009-05-28 | Honda Motor Co., Ltd. | Kühleinrichtung für eine elektrische Hochspannungseinheit für Kraftfahrzeuge, und Hybridfahrzeug |
DE202005009886U1 (de) | 2004-07-23 | 2005-09-22 | Ford Global Technologies, LLC, Dearborn | Heizgerät für elektrische Speichervorrichtungen für Fahrzeuge |
EP2007184A2 (de) * | 2007-06-18 | 2008-12-24 | General Electric Company | System für die integrierte Wärmeverwaltung und Verfahren dafür |
EP2392486A2 (de) * | 2010-06-04 | 2011-12-07 | Tesla Motors, Inc. | Wärmeregelungssystem mit Zweimoden-Kühlkreislauf |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE202012008739U1 (de) * | 2012-09-12 | 2013-12-16 | Abb Technology Ag | Kühlkreislauf mit ausreichend knapp bemessenem Wärmetauscher |
FR3091838A1 (fr) * | 2019-01-22 | 2020-07-24 | Valeo Embrayages | Module de propulsion d’un véhicule électrique ou hybride |
WO2020151996A1 (fr) * | 2019-01-22 | 2020-07-30 | Valeo Embrayages | Module de propulsion d'un vehicule electrique ou hybride |
CN114604106A (zh) * | 2019-01-22 | 2022-06-10 | 法雷奥离合器公司 | 用于电动或混合动力车辆的推进模块 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE102013221640A1 (de) | Kühlsystem für ein Elektrofahrzeug und Verfahren zur Herstellung eines Kühlsystems | |
DE102017104853A1 (de) | Solarbatteriesystem | |
DE102017110703B4 (de) | Kühlvorrichtung und Verfahren zum Betreiben einer Mehrzahl von Ladestationen | |
DE102013009732A1 (de) | Verfahren und System zur Verteilung einer Rekuperationsleistung für ein Fahrzeug | |
DE102011052754B4 (de) | Antriebseinheit mit zwei koppelbaren Kühlkreisläufen und Verfahren | |
DE102013002847B4 (de) | Batterieanordnung für ein Fahrzeug und Verfahren zum Betreiben einer Batterieanordnung | |
EP3236557B1 (de) | Energiespeichersystem | |
DE102017113845A1 (de) | Batterieladestation mit einem Energiespeicher | |
DE102011004610A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Einstellen eines elektrischen Stroms für einen elektrothermischen Wandler zum Temperieren eines Energiespeichers | |
WO2017092853A1 (de) | Brennstoffzellenanordnung, verfahren zum betrieb einer solchen brennstoffzellenanordnung und verwendung einer solchen brennstoffzellenanordnung | |
WO2014037216A1 (de) | Verfahren zum thermischen konditionieren eines verbrennungsmotors und/oder eines fahrgastraums eines fahrzeugs sowie fahrzeug | |
DE102021113339A1 (de) | System und Verfahren zum Wärmemanagement in elektrischen Fahrzeugen | |
DE102010013000A1 (de) | Verfahren zum Betreiben eines elektrischen Energieerzeugungssystems in einem Fahrzeug | |
DE102017128314A1 (de) | Verfahren zum Temperieren einer Batterie und Batterie mit einer entsprechenden Temperierfunktion | |
DE102011119378A1 (de) | Verfahren zur Temperierung von Komponenten eines Hochspannungsantriebssystems eines Kraftfahrzeugs und Kraftfahrzeug | |
DE102018221989A1 (de) | Hochvoltbordnetzanordnung für ein Kraftfahrzeug, Kraftfahrzeug und Verfahren zum Betreiben einer Hochvoltbordnetzanordnung | |
EP2549846A1 (de) | Temperieren der Antriebskomponenten eines Fahrzeugs | |
DE102020204690A1 (de) | Verfahren zum Steuern des Ladevorgangs eines elektrischen Energiespeichers sowie Ladevorrichtung | |
DE102008058712A1 (de) | Heizsystem für ein Fahrzeug | |
DE102005023360A1 (de) | Gleichspannungswandlervorrichtung und Verfahren zum Betreiben des Gleichspannungswandlers eines Kraftfahrzeugbordnetzes | |
DE102015011897A1 (de) | Vorrichtung zum Bereitstellen von elektrischer Energie für eine elektrische Antriebseinheit eines Kraftfahrzeugs | |
WO2012130576A2 (de) | Energiespeichervorrichtung mit einem solarzellenmodul und zugehöriges betriebsverfahren | |
DE102020204697A1 (de) | Verfahren zum Steuern des Ladevorgangs eines elektrischen Energiespeichers und Ladevorrichtung sowie System aus elektrifiziertem Fahrzeug und Ladevorrichtung | |
DE102013202999A1 (de) | Verfahren zum Erwärmen der Traktionsbatterie im Antriebssystem eines Elektrohybrid-Fahrzeuges | |
DE102013018398A1 (de) | Verfahren zum Betreiben einer aktiv gekühlten Batterie |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PUAI | Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase |
Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012 |
|
AK | Designated contracting states |
Kind code of ref document: A1 Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR |
|
AX | Request for extension of the european patent |
Extension state: BA ME |
|
RAP1 | Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred) |
Owner name: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT |
|
17P | Request for examination filed |
Effective date: 20130506 |
|
17Q | First examination report despatched |
Effective date: 20160705 |
|
RAP1 | Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred) |
Owner name: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT |
|
STAA | Information on the status of an ep patent application or granted ep patent |
Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN |
|
18D | Application deemed to be withdrawn |
Effective date: 20180201 |